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Pilastri della Creazione: nuova immagine della NASA

La luce infrarossa è in grado di penetrare attraverso le polveri e i gas spaziali, e il risultato è sbalorditivo

«L’occhio umano può vedere solo una minima parte (che si chiama luce visibile) della gamma di radiazioni emesse dagli oggetti che ci circondano (spettro elettromagnetico)».

È così che la NASA ha introdotto la rivisitazione di una delle immagini più spettacolari e iconiche del Telescopio spaziale Hubble: i Pilastri della Creazione, della Nebulosa Aquila.

L’immagine sensazionale è stata realizzata con l’assistenza di una luce infrarossa, in grado di penetrare attraverso la polvere spaziale ed il gas interstellare, svelando una visione sorprendente dei Pilastri. Le colonne sono infatti attorniate da innumerevoli stelle luminose di ogni tipo, anche all’interno dei Pilastri stessi. La NASA mette l’accento anche sui contorni dei Pilastri, molto più delicati e attorniati da una foschia blu.

I Pilastri della Creazione, lo ricordiamo, sono tre colonne molto dense di gas e polveri interstellari, situate ai bordi sudorientali della Nebulosa Aquila; sono state create dall’azione del vento stellare. La Nebulosa è lontana 7’000 anni luce dal nostro pianeta, e si trova nella Via Lattea, la galassia a cui appartiene il sistema solare.

La NASA invita tutti i curiosi ad esplorare come la luce sia in grado di influenzare le immagini che vediamo tramite diverse attività online su Hubble Inspires.

pilastri della creazione
In questa immagine del telescopio spaziale Hubble, i ricercatori hanno rivisitato una delle immagini più iconiche e popolari di Hubble: i pilastri della creazione della Nebulosa Aquila.

Spettro elettromagnetico

Gli occhi umani possono vedere solo una piccola parte della gamma di radiazioni emesse dagli oggetti che ci circondano. Chiamiamo questa gamma di radiazioni spettro elettromagnetico e la parte che possiamo vedere è la “luce visibile”.

spettro elettromagnetico
La luce che possiamo vedere con i nostri occhi fa parte di una gamma di radiazioni nota come spettro elettromagnetico. Le lunghezze d’onda più corte della luce sono energia più alta e le lunghezze d’onda più lunghe della luce sono energia più bassa. Il telescopio spaziale Hubble rileva principalmente la luce visibile (indicata qui dall’arcobaleno), nonché alcune radiazioni infrarosse e ultraviolette. Crediti: NASA

Vedendo solo la luce visibile, ci perdiamo le informazioni trasmesse da altri tipi di radiazioni. Altre creature della Terra possono vedere parte dello spettro a cui noi siamo ciechi. Alcuni pesci, rane e serpenti, ad esempio, possono vedere le radiazioni infrarosse, che li aiutano a trovare prede attraverso l’acqua torbida o al buio. Le farfalle e alcune specie di uccelli possono vedere la luce ultravioletta, che le aiuta a identificare alcuni segni sui compagni.

Quando si tratta di oggetti cosmici, le informazioni chiave vengono rivelate da diverse parti dello spettro elettromagnetico. I telescopi sono progettati per catturare diverse porzioni di questo spettro, fornendo più informazioni di quelle che l’occhio umano potrebbe rilevare da solo. Il telescopio spaziale Hubble è in grado di rilevare una parte delle lunghezze d’onda infrarossa e ultravioletta e la luce visibile.

immagine di Hubble Ultra Deep Field
Questa è una parte dell’immagine di Hubble Ultra Deep Field North, che comprende lunghezze d’onda infrarosse, visibili e ultraviolette e mostra migliaia di galassie. Include galassie molto distanti, che possono essere viste solo alla luce infrarossa, e galassie più vicine, che possono essere viste a lunghezze d’onda che includono luce visibile e ultravioletta. Crediti: NASA, ESA, P. Oesch (Università di Ginevra) e M. Montes (Università del Nuovo Galles del Sud)

Poiché la nostra atmosfera blocca o assorbe parzialmente determinate lunghezze d’onda, la posizione di Hubble a 580 Km sopra la superficie terrestre è collocato in una posizione in cui può catturare dettagli di oggetti che sarebbero difficili se non impossibili da osservare per i telescopi terrestri.

Hubble ha anche lavorato insieme con altri telescopi, combinando le sue osservazioni con quelle delle lunghezze d’onda osservate da altri telescopi spaziali. In questi casi, le immagini combinate o contrastanti forniscono più informazioni sull’oggetto.

Luce infrarossa

Le brevi lunghezze d’onda della luce visibile urtano facilmente con le particelle nel loro percorso, disperdendo la luce impedendole di andare avanti. Le lunghezze d’onda della luce infrarossa sono più lunghe e hanno maggiori probabilità di scivolare tra le particelle.

Nello spazio, ciò consente alle lunghezze d’onda dell’infrarosso di penetrare in tutte le regioni tranne le più densa di polvere. Osservando la luce infrarossa, possiamo essenzialmente guardare attraverso le nuvole cosmiche di gas e polvere in tutte le direzioni. La luce infrarossa viene emessa anche da materiale molto caldo e debole da essere visibile e può permetterci di vedere questi oggetti.

La luce infrarossa è l’unico modo per scrutare molti oggetti cosmici. Mentre la luce delle galassie più distanti dell’universo viaggia attraverso lo spazio, viene allungata dall’espansione dello spazio. Quando la luce raggiunge la Terra, il processo di allungamento trasforma le brevi lunghezze d’onda della luce visibile e ultravioletta in lunghezze d’onda più lunghe della luce infrarossa. Solo i telescopi in grado di rilevare la luce  infrarossa possono vedere quindi le galassie lontane.

Crediti: NASA, ESA e Hubble Heritage Team (STScI / AURA)

Molti riconosceranno questa immagine molto popolare di una porzione della Nebulosa Aquila, ma c’è anche una seconda immagine meno conosciuta che rivela di più su questo paesaggio cosmico. La famosa immagine a luce visibile mostra i pilastri alti 5 anni di luce di gas idrogeno freddo intrecciato con polvere, dove nascono le stelle.

Le radiazioni dalle stelle vicine, situate nella parte superiore dell’immagine, illuminano i pilastri e riscaldano il gas, che evapora nello spazio come stelle filanti dalle punte dei pilastri. Nella seconda immagine di Hubble, la luce a infrarossi scorre attraverso le nuvole, rivelando un gran numero di stelle oltre la nebulosa che accendono la vita nel suo interno. Nell’immagine a infrarossi si notano le stelle luminose e appena nate, evidenti nelle cime dei pilastri.

Nebulosa Laguna

Nell’immagine a luce visibile, la Nebulosa Laguna è una nuvola quasi impenetrabile di gas e polvere. Sepolto nel suo centro si nota una giovane stella di dimensioni mostruose 200.000 volte più luminosa del Sole la cui radiazione sta scolpendo e modellando la nebulosa attorno ad esso. La luce infrarossa penetra nella nebulosa per svelare neonata stella fiammeggiante, nota come Herschel 36, così come la miriade di stelle di sfondo dietro la nebulosa e molte altre che erano coperte di polvere.

Colonna della nebulosa Carina

Questo pilastro della Nebulosa Carina dove nasconde stelle neonate nelle sue profondità, ammantate di strati di gas e polvere. Nell’immagine a luce visibile, abbiamo un indizio di quello che avviene dentro. Sottili sbuffi di materiale e nuvole vaporose sembrano spuntare da una nube scura al centro del pilastro: un getto di materia viene lanciato nello spazio da una stella appena nata. L’immagine a infrarossi rivela sia la stella che il suo getto di 10 anni luce, che si riversa nello spazio a circa 1.370.000 Km all’ora.

MERCE Nord

L’immagine MERCE del Nord include uno dei primi oggetti mai osservati: GN-z11, visto nel passato a 13,4 miliardi di anni. La luce della galassia lontana arriva nel nostro angolo dell’universo dopo essere stata allungata durante il suo viaggio attraverso l’universo in espansione a lunghezza d’onda infrarossa. Poiché questa luce ha viaggiato per così tanto tempo, ci mostra la galassia come era a soli 400 milioni di anni dopo il Big Bang. Questo video ingrandisce l’immagine MERCE del Nord a partire dalla sua posizione nel cielo e termina nell’infrarossi di GN-z11.

Luce ultravioletta

Le radiazioni ultraviolette ad alta energia sono per gran parte bloccate dall’atmosfera terrestre. Poiché non possiamo vederlo, ci stiamo perdendo alcuni spettacolari fenomeni cosmici, tra cui la luce delle stelle più calde e più giovani dentro le galassie locali e le aurore che brillano sui pianeti esterni del nostro sistema solare. Le osservazioni ultraviolette possono anche aiutarci a determinare la composizione delle atmosfere dei pianeti oltre il nostro sistema solare.

Saturno

In queste immagini le bande che circondano Saturno sono in realtà strati di foschia e nuvole, composte da diverse particelle di gas. Entrambe le immagini visibili e ultraviolette di Saturno sono ritratte in falsi colori per evidenziarne le differenze. Alcune particelle riflettono la luce ultravioletta più della luce visibile, facendo apparire le varie zone di Saturno più luminose nell’ultravioletto rispetto al visibile. Queste immagini mostrano come determinati gas siano più concentrati nella parte di atmosfera inferiore rispetto a quella superiore. Solo combinando e confrontando queste diverse immagini i ricercatori possono interpretare i dati e comprendere meglio l’atmosfera del pianeta.

Aurore

Le aurore sono causate da particelle ad alta energia che viaggiano lungo i poli magnetici di un pianeta, eccitano i gas atmosferici e li fanno brillare. Sulla Terra le particelle si scontrano con l’ossigeno e i gas di azoto per emettere luce visibile a più colori. Sui pianeti esterni interagiscono con le pesanti atmosfere di idrogeno provocando uno spettacolo di luci ultraviolette visibile al telescopio Hubble, come in questa serie time-lapse di immagini di aurore ultraviolette che luccicano al polo nord di Giove.

Effetti della cometa su Giove

Hubble- Explore Light - Comete su Giove
Crediti: Hubble Space Telescope Comet Team e NASA

Nel 1994, i pezzi della cometa  Shoemaker-Levy 9 si tuffarono su Giove durante le osservazioni di Hubble. Nelle immagini scattate nella luce visibile (a sinistra), le aree di impatto appaiono come macchie relativamente deboli sparse sull’emisfero meridionale del pianeta gassoso. L’immagine ultravioletta di Giove (a destra) invece mostra le grandi quantità di polvere assorbite ai raggi UV che si diffondono nell’atmosfera in seguito agli impatti.

Poiché le particelle fini sono più facili da vedere alla luce ultravioletta, questa immagine ci dà un’immagine più chiara del residuo della cometa e dei materiali lanciati dall’atmosfera di Giove dall’impatto. Il punto scuro vicino alla parte superiore dell’immagine ultravioletta è la luna di Giove Io.

Hubble Ultra Deep Field (2014)

Hubble Ultra Deep Field (2014)
Crediti: NASA, ESA, H. Teplitz e M. Rafelski (IPAC / Caltech); A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University) e Z. Levay (STScI)

Gli astronomi hanno catturato la luce ultravioletta con Hubble per fornire questa versione più completa della sua immagine Hubble Ultra Deep Field del 2014, che era stata creata da osservazioni nella luce visibile e infrarossa tra il 2003 e il 2009. Questa immagine contiene tutte e tre le lunghezze d’onda: visibile, infrarossa e ultravioletta.

La luce ultravioletta proviene dalle stelle più calde, più grandi e più giovani. Osservando la luce ultravioletta, gli scienziati possono vedere quali galassie stanno formando stelle e dove si stanno formando all’interno delle galassie.

La luce ultravioletta e visibile delle galassie più lontane viene estesa alla luce infrarossa mentre viaggia attraverso l’universo in espansione. Per la distanza compresa tra circa 5 e 10 miliardi di anni luce mostra galassie del periodo in cui nacque la maggior parte delle stelle nell’universo. Le osservazioni della luce ultravioletta sono quindi fondamentali.

Collaborazioni con altri telescopi

I telescopi funzionano spesso in specifiche lunghezze d’onda della luce. Lo Spitzer Space Telescope, che studia gli infrarossi, il veicolo spaziale dell’Osservatorio a raggi X Chandra e l’Osservatorio nazionale di radioastronomia sulla Terra. Hubble ha lavorato insieme ad altri telescopi per creare immagini di oggetti cosmici che includono una vasta gamma di lunghezze d’onda, ogni immagine è un pezzo di un puzzle che alla fine rivela una visione completa dell’oggetto e trasmette informazioni uniche sui processi in corso.

La Nebulosa del Granchio

Questa immagine composita della Nebulosa del Granchio con anelli di gas e detriti gettati via dalla morte esplosiva di una stella, energizzata da un nucleo stellare compresso nel suo interno chiamata stella di neutroni è stata creata combinando i dati di cinque telescopi, per quasi tutto lo spettro elettromagnetico. La vista rossa a luce radio mostra come il “vento” di particelle cariche della stella di neutroni eccita la nebulosa, emettendo onde radio.

L’immagine gialla a infrarosso evidenzia il bagliore delle particelle di polvere che assorbono la luce ultravioletta e visibile. L’immagine verde di Hubble offre una vista nel visibile delle strutture filamentose calde in tutta la nebulosa. L’immagine blu, ultravioletta e l’immagine viola a raggi X mostrano gli effetti di una nuvola energetica di elettroni pilotata dalla stella di neutroni che ruota rapidamente al centro della nebulosa.

Ercole A

Questa immagine di Hubble nel visibile mostra una galassia ellittica apparentemente simmetrica circondata da altre galassie più piccole. Nel centro di quella galassia si trova un buco nero massiccio come 2,5 miliardi di masse solari. L’energia gravitazionale e la rapida rotazione del buco nero super massiccio stanno creando enormi getti, focalizzati in campi magnetici, lunghi 1,5 milioni di anni luce che superano di gran lunga le dimensioni della galassia da cui vengono emessi.

I getti sono fatti di fasci di plasma ad alta energia, particelle subatomiche e campi magnetici sparati dalle vicinanze del buco nero a quasi la velocità della luce . Poiché emettono onde radio, sono invisibili all’occhio umano e al telescopio Hubble, ma riempiono l’immagine nelle onde radio e la luce visibile. Hercules A è una delle sorgenti radio extragalattiche più luminose di tutto il cielo.

Resto della supernova 0509-67.5

Questa bolla è un residuo di supernova: ciò che resta di una stella esplosa quasi 400 anni fa. Mentre l’esplosione dell’esplosione si espande, il materiale espulso viaggia verso l’esterno a oltre 17,7 milioni di km/h.

Nell’immagine a luce visibile scattata da Hubble, il guscio rosa incandescente viene creato quando l’onda d’urto della supernova comprime ed espande il gas circostante. Nell’immagine combinata con luce visibile e raggi X, vediamo anche le morbide tonalità verdi e blu del materiale che è stato riscaldato a milioni di gradi che brilla nella banda dei raggi X.

 

Riferimenti e approfondimenti

  1. Eagle Nebula’s Pillars of Creation in Infrared – April 6, 2020, Yvette Smith, NASA, ESA/Hubble and the Hubble Heritage Team
  2. Amici della Scienza
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